Mô phỏng rung khử ứng suất dư và đánh giá khả năng tăng giới hạn mỏi của phương pháp

Bài nghiên cứu này sử dụng phần mềm ANSYS Workbench để tiến hành mô phỏng trường ứng suất dư sinh ra trên chi tiết thông qua quá trình nhiệt và sự thay đổi trường ứng suất dư bằng dao động (rung khử ứng suất dư). Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của bài viết này.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô phỏng rung khử ứng suất dư và đánh giá khả năng tăng giới hạn mỏi của phương pháp BÀI BÁO KHOA HỌC MÔ PHỎNG RUNG KHỬ ỨNG SUẤT DƯ VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TĂNG GIỚI HẠN MỎI CỦA PHƯƠNG PHÁP Đỗ Văn Sĩ1, Bùi Mạnh Cường1, Nguyễn Thị Hồng2Tóm tắt: Bài báo sử dụng phần mềm ANSYS Workbench để tiến hành mô phỏng trường ứng suất dưsinh ra trên chi tiết thông qua quá trình nhiệt và sự thay đổi trường ứng suất dư bằng dao động (rungkhử ứng suất dư). Trường ứng suất dư trên chi tiết trước và sau khi rung khử được đưa vào chươngtrình tính toán để đánh giá khả năng tăng giới hạn mỏi của phương pháp rung khử ứng suất dư. Độ tincậy của mô phỏng và tính toán được đánh giá so với kết quả thực nghiệm, qua đó cho thấy phương phápmô phỏng và tính toán hoàn toàn phù hợp với thực tế. Kết quả của bài báo cho phép đánh giá khả năngcải thiện giới hạn mỏi của chi tiết máy của phương pháp rung khử ứng suất dư nhanh chóng, qua đó cóthể lựa chọn được chế độ rung hợp lý để nâng cao chất lượng rung khử ứng suất dư.Từ khóa: Ứng suất dư, giới hạn mỏi, rung khử ứng suất dư. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ * phương pháp rung khử ứng suất dư, bằng thực Trong chi tiết, sự có mặt của ứng suất làm ảnh nghiệm các nghiên cứu đã chỉ ra với phươnghưởng tới đặc tính cơ học của nó, đặc biệt là ứng pháp này có khả năng vừa làm giảm ứng suất dưsuất dư kéo có ảnh hưởng xấu tới đặc tính bền đồng thời cải thiện được cả đặc tính bền mỏi củanói chung và đặc tính bền mỏi nói riêng (J. K. chi tiết (Han Jun Gao, 2017; J. Song, 2016). ViệcJacobus, 2000; Paul Colegrove, 2009). Thực tế nghiên cứu bằng thực nghiệm để xác định đặccho thấy có nhiều phương pháp khử ứng suất dư tính bền mỏi của chi tiết rất phức tạp và tốnđã được tiến hành như: phương pháp nhiệt, nhiều thời gian, bài báo trình bày nghiên cứu khảphương pháp cơ… đem lại khả năng giảm ứng năng tăng giới hạn mỏi của chi tiết trên cơ sở môsuất dư đáng kể, phương pháp rung khử ứng suất phỏng và tính toán giúp khắc phục được nhữngdư có khả năng làm giảm ứng suất dư tới 90% khó khăn do thực nghiệm mà vẫn đảm bảo được(R. Dawnson, 1980; R. T. McGoldrick,1943; S. độ chính xác.M. Y. Munsi, 2001). Tuy nhiên song song với lợi 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾTích giảm ứng suất dư đạt được thì các phương 2.1. Ứng suất dư của quá trình nhiệt và rungpháp cũng ảnh hưởng không ít tới đặc tính bền khử ứng suất dưmỏi của chi tiết sau khi khử ứng suất dư. Với Khi một chi tiết chịu quá trình nhiệt đột ngột,nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, tài liệu (S. không đều thì trong chi tiết xuất hiện mộtM. Y. Munsi, 2001), đã chỉ ra phương pháp khử trường ứng suất dư. Trường ứng suất dư nàyứng suất dư bằng nhiệt làm giảm giới hạn bền được xác định thông qua hệ phương trình mamỏi tới 43% sau khi áp dụng, trong khi đó trận được đề xuất theo tài liệu (Y. Y. Zhu andphương pháp rung khử ứng suất dư làm tăng lên S.Cescotto, 1994):17%. Đối với phương pháp cơ, đặc biệt là C 0  u   K 0 u   F   (1)1 Bộ môn Cơ học máy - Khoa Cơ khí, Học viện KTQS  0 C T  0  KT Q2 Bộ môn Đồ họa kỹ thuật - Khoa Cơ khí, Trường Đại học Trong đó:  K  là ma trận độ cứng của chi tiết;  K  Thủy lợiKHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 74 (6/2021) 55là ma trận độ cứng nhiệt của chi tiết; C  là ma trận cản 2.2. Đánh giá giới hạn mỏi của chi tiếtcủa chi tiết;  C là ma trận cản nhiệt của chi tiết;  F Theo tài liệu (B. C. Aнgpeй, 2004), giới hạn mỏi của chi tiết được tính thông qua giới hạnlà véc tơ tải nhiệt chi tiết; Q là véc tơ tải lực chi tiết; u mỏi của mẫu tiêu chuẩn là theo công thức:và T lần lượt là chuyển vị và nhiệt độ nút phần tử. Quá trình rung khử ứng suất dư cho chi tiết là (3)quá trình tác dụng ngoại lực bắt chi tiết phải biến Với KF,KV là hệ số ảnh hưởng của công nghệdạng, khi biến dạng vượt qua ...